爐外處理基礎(chǔ)知識(shí)

第五章爐外處理第一節(jié)爐外處理的概況第二節(jié)爐外處理的基本手段第三節(jié)鐵水的預(yù)處理技術(shù)第一節(jié)爐外處理的概況

一、現(xiàn)代煉鋼流程

高爐——鐵水預(yù)處理——轉(zhuǎn)爐——鋼水二次精煉——連鑄

電爐——鋼水二次精煉——連鑄

其中鋼水二次精煉與鐵水預(yù)處理在這里我們統(tǒng)稱為爐外處理。二、爐外處理技術(shù)與目的爐外處理技術(shù)是在初煉爐（轉(zhuǎn)爐、電爐）以外的鋼包或?qū)Ｓ萌萜髦校瑢?duì)金屬液（鐵水或鋼液）進(jìn)行爐外處理的精煉方法。爐外處理的主要目的：鐵水預(yù)處理：脫硫、脫硅及同時(shí)脫磷—脫硫；鋼水二次精煉：脫碳、脫氣（H、N、CO）、脫氧、脫硫、去除夾雜物、控制夾雜物的形態(tài)、調(diào)整成分及溫度等等。第二節(jié)爐外處理的基本手段為了創(chuàng)造最佳的冶金反應(yīng)條件，所采用的基本手段不外乎攪拌、真空、加熱、渣洗、噴吹及喂絲等幾種。當(dāng)前各種爐外精煉方法也都是這些基本手段的不同組合。一、攪拌

對(duì)反應(yīng)器中的金屬液進(jìn)行攪拌，是爐外精煉的最基本、最重要的手段。它是采取某種措施給金屬液提供動(dòng)能，促使它在精煉反應(yīng)器中對(duì)流運(yùn)動(dòng)。

攪拌可改善冶金反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，強(qiáng)化反應(yīng)體系的傳質(zhì)和傳熱，加速冶金反應(yīng)，均勻鋼液成分和溫度，有利于夾雜物聚合長(zhǎng)大和上浮排除。

反應(yīng)器的攪拌強(qiáng)度用單位重量的金屬液所得到的攪拌能密度衡量，攪拌的效果通常用反應(yīng)器內(nèi)的均勻混合時(shí)間τ來反映。

事實(shí)上，反應(yīng)器內(nèi)的均勻混合時(shí)間除了與攪拌能密度有關(guān)外，還與攪拌方式、熔池的幾何形狀等均有關(guān)。1、氣體攪拌

底吹氬底吹氬是通過安裝在鋼包底部一定位置的透氣磚吹入氬氣。

優(yōu)點(diǎn)：均勻鋼水溫度、成分和去除夾雜物的效果好，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈便，不需占用固定操作場(chǎng)地，可在出鋼過程或運(yùn)輸途中吹氬。還可與其它技術(shù)配套組成新的爐外精煉方式。缺點(diǎn)：透氣磚有時(shí)易堵塞，與鋼包壽命不同步。(a)Q=1.19×10-2Nm3/h(b)Q=3.56×10-2Nm3/h(c)Q=4.75×10-2Nm3/h典型的底吹氬氣泡行為圖

頂吹氬

頂吹氬是通過吹氬槍從鋼包上部浸入鋼水進(jìn)行吹氬攪拌。要求設(shè)立固定吹氬站，該方法操作穩(wěn)定也可噴吹粉劑。但頂吹氬攪拌效果不如底吹氬好。吹氬攪拌對(duì)金屬液所作的功

◆氬氣在出口處因溫度升高產(chǎn)生的體積膨脹功Wt

◆氬氣在金屬液中因浮力所做的功Wb

◆氬氣從出口前的壓力降至出口壓力時(shí)的膨脹功Wp

◆氬氣吹入時(shí)的動(dòng)能We從它們的計(jì)算值比較可知，Wt和Wb較大，而Wp和We較小，可忽略。

氬氣對(duì)鋼液的攪拌能密度通常用下式計(jì)算：Q—?dú)怏w流量；W—鋼液重量；TG、TL—?dú)怏w與鋼液溫度；H0—鋼液深度；P2—鋼液面壓力。

增加吹氬流量，增大鋼液的深度均可提高氬氣對(duì)鋼液的攪拌能。

對(duì)鋼水施加一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)以一定速度切割鋼液時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電勢(shì)可在鋼液中產(chǎn)生感應(yīng)電流J，載流鋼液與磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生電磁力f，從而驅(qū)動(dòng)鋼液運(yùn)動(dòng)，達(dá)到攪拌鋼液的目的。電磁攪拌能主要決定于磁場(chǎng)強(qiáng)度。而要增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，必須增大輸入感應(yīng)線圈中的電流。常用的電磁攪拌裝置的感應(yīng)方式:基于異步電機(jī)原理的旋轉(zhuǎn)攪拌基于同步電機(jī)原理的直線攪拌2、電磁攪拌

3、循環(huán)攪拌

典型的循環(huán)攪拌:RH、DH。又稱吸吐攪拌。在RH精煉中，鋼包內(nèi)的攪拌是由真空室內(nèi)鋼液注流進(jìn)入鋼包中引起的。其攪拌能為注入鋼液的動(dòng)能：增大攪拌能，可通過增大鋼液循環(huán)量來實(shí)現(xiàn)。增加吹氬流量，增大上升管直徑和下降管直徑均可增大攪拌能。溫度梯度和濃度梯度通過攪拌很易消除。在一個(gè)合理的氣量下，經(jīng)過2～3min就可以達(dá)到均勻化效果。常用鋼包攪拌系統(tǒng)示意圖

二、真空

當(dāng)反應(yīng)生成物為氣體時(shí)，通過減小反應(yīng)體系的壓力—抽真空，可以使反應(yīng)向著生成氣態(tài)物質(zhì)的方向移動(dòng)。因此，在真空下，鋼液將進(jìn)一步脫氣、脫碳及脫氧。向鋼液中吹入氬氣，從鋼液中上浮的每個(gè)小氣泡都相當(dāng)一個(gè)“小真空室”，氣泡內(nèi)的H2、N2及CO等分壓接近于零，鋼中的[H]、[N]以及碳氧反應(yīng)產(chǎn)物CO將向小氣泡中擴(kuò)散并隨之上浮排除。因此，吹氬對(duì)鋼液具有“氣洗”作用。采用專門的真空裝置，將鋼液置于真空環(huán)境中精煉，可以降低鋼中氣體、碳及氧含量。

鋼水真空處理工藝示意圖

三、添加精煉劑

爐外精煉中金屬液的精煉劑一類為以鈣的化合物（CaO或CaC2）為基的粉劑或合成渣，另一類為合金元素如Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等。將這些精煉劑加入鋼液中，可起到脫硫、脫氧、去除夾雜物、夾雜物變性處理以及合金成分調(diào)整的作用。添加方法:合成渣洗法、噴吹法和喂線法。渣洗法是在出鋼時(shí)利用鋼流的沖擊作用使鋼包中的合成渣與鋼液混合，精煉鋼液。噴吹法是用載氣（Ar）將精煉粉劑流態(tài)化，形成氣固兩相流，經(jīng)過噴槍，直接將精煉劑送入鋼液內(nèi)部。由于精煉粉劑粒度小，進(jìn)入鋼液后，與鋼液的接觸面積大大增加。因此，可以顯著提高精煉效果。

喂絲法是將易氧化、比重輕的合金元素置于低碳鋼包芯線中，通過喂絲機(jī)將其送入鋼液內(nèi)部。優(yōu)點(diǎn)：◆可防止易氧化的元素被空氣和鋼液面上的頂渣氧化，準(zhǔn)確控制合金元素添加數(shù)量，提高和穩(wěn)定合金元素的利用率；◆添加過程無噴濺，避免了鋼液再氧化；◆精煉過程溫降??；◆設(shè)備投資少；◆處理成本低。合金的喂入與噴粉工藝示意圖

四、加熱

鋼液在進(jìn)行爐外精煉時(shí)，有熱量損失，會(huì)造成溫度下降。若爐外精煉方法具有加熱升溫功能，可避免高溫出鋼和保證鋼液正常澆鑄，增加爐外精煉工藝的靈活性，在精煉劑用量，鋼液處理最終溫度和處理時(shí)間均可自由選擇，以獲得最佳的精煉效果。常用的加熱方法有電加熱和化學(xué)加熱。電加熱是將電能轉(zhuǎn)變成熱能來加熱鋼液的。這種加熱方式主要有電弧加熱和感應(yīng)加熱?；瘜W(xué)加熱是利用放熱反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)熱來加熱鋼液的。常用的方法有硅熱法、鋁熱法和CO二次燃燒法?；瘜W(xué)加熱需吹入氧氣，與硅、鋁、CO反應(yīng)，才能產(chǎn)生熱量。鋼包加熱系統(tǒng)工藝示意圖

第三節(jié)鐵水預(yù)處理技術(shù)

鐵水預(yù)處理是指鐵水兌入煉鋼爐之前對(duì)其進(jìn)行脫除雜質(zhì)元素或從鐵水中回收有價(jià)值元素的一種鐵水處理工藝。鐵水預(yù)處理分為普通鐵水預(yù)處理和特殊鐵水預(yù)處理兩類。普通鐵水預(yù)處理包括鐵水脫硅、脫硫和脫磷（即“三脫”）。特殊鐵水預(yù)處理是針對(duì)鐵水中的特殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用而進(jìn)行的處理過程，如鐵水提釩、提鈮、提鎢等。鐵水預(yù)處理工藝興起于20世紀(jì)70年代。目前，鐵水預(yù)處理和鋼水爐外精煉已成為近五十年來鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展起來的兩項(xiàng)重要工藝技術(shù)。鐵水預(yù)處理在日本、美國(guó)等國(guó)發(fā)展非常快，處理量基本上在70%-80%以上，有的企業(yè)己達(dá)100%。日本“三脫”技術(shù)發(fā)展最快，應(yīng)用最廣泛。我國(guó)鐵水預(yù)處理起步較晚，但近年來發(fā)展很快，寶鋼、太鋼等分別建成了“三脫”預(yù)處理設(shè)備，鞍鋼、武鋼等多家企業(yè)都建成了鐵水預(yù)脫硫、預(yù)脫磷設(shè)備。一、鐵水預(yù)脫硅鐵水預(yù)脫硅技術(shù)是基于鐵水預(yù)脫磷技術(shù)而發(fā)展起來的。鐵水中硅的氧勢(shì)比磷的氧勢(shì)低得多，當(dāng)脫磷過程加入氧化劑后，硅與氧的結(jié)合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磷與氧的結(jié)合能力，所以硅比磷優(yōu)先氧化。

脫磷前必須優(yōu)先將鐵水硅氧化到遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高爐鐵水硅含量的0.15%以下，磷才能被迅速氧化去除。硅含量與脫磷速率常數(shù)的關(guān)系圖

為了減少脫磷劑用量、提高脫磷效率，開發(fā)了鐵水預(yù)脫硅技術(shù)。1、鐵水預(yù)脫硅基本原理鐵水中的硅與氧有很強(qiáng)的親和力，因此硅很容易與氧反應(yīng)而被氧化去除。常用的鐵水脫硅劑均為氧化劑，主要有：◆固體氧化劑，如高堿度燒結(jié)礦、氧化鐵皮、鐵礦石、鐵錳礦、燒結(jié)粉塵；◆氣體氧化劑，如氧氣或空氣。

2、鐵水預(yù)脫硅方法及其選擇

鐵水預(yù)脫硅主要有三種方法:◆高爐出鐵溝脫硅

；◆魚雷罐車或鐵水罐中噴射脫硅劑脫硅；◆“兩段式”脫硅，即為前兩種方法的結(jié)合，先在鐵水溝內(nèi)加脫硅劑脫硅，然后在魚雷罐車或鐵水罐中噴吹脫硅。高爐出鐵溝脫硅

優(yōu)點(diǎn)：脫硅不占用時(shí)間，能大量處理，溫降小，時(shí)間短，渣鐵分離方便。缺點(diǎn)：用于脫硅反應(yīng)的氧的利用率低和工作條件較差。鐵水罐中噴射脫硅劑脫硅特點(diǎn)：工作條件好，處理能力大，脫硅效率高且穩(wěn)定。缺點(diǎn)：占用時(shí)間長(zhǎng)，溫降較大。“兩段式”脫硅法

當(dāng)鐵水含硅量低于0.4%時(shí)，可采用鐵水溝脫硅法。當(dāng)硅含量大于0.4%時(shí)，脫硅劑用量增大，泡沫渣嚴(yán)重，適宜采用脫硅效率高的噴吹法或兩段法。若煉鋼廠扒渣能力不足，應(yīng)采用兩段脫硅法，利用擋渣器分離渣鐵。日本新日鐵某廠在高爐出鐵溝和300t魚雷罐車上采用兩段法進(jìn)行脫硅處理，處理后硅含量可以達(dá)到0.12%。二、鐵水預(yù)脫硫1、鐵水預(yù)脫硫的意義

鐵水中含有大量的硅、碳和錳等還原性好的元素，能夠大大提高硫的活度系數(shù)，在使用不同類型的脫硫劑，特別是強(qiáng)脫硫劑如鈣、鎂、稀土等金屬及其合金時(shí)，硫很容易就能脫到很低水平。對(duì)煉鋼來說，鐵水爐外脫硫能減輕負(fù)擔(dān)、簡(jiǎn)化操作和提高煉鋼生產(chǎn)率。可減少渣量和提高金屬收得率，并為轉(zhuǎn)爐冶煉品種鋼創(chuàng)造條件。在鐵水預(yù)處理溫度下，硫元素的穩(wěn)定狀態(tài)是氣態(tài)（硫的沸點(diǎn)為445℃），但在有金屬液和熔渣的情況下，硫能溶解在金屬液和熔渣中。硫在鐵液中的溶解度很高，在鐵水溫度下能同很多金屬和非金屬元素結(jié)合成氣、液相化合物。各種脫硫方法的實(shí)質(zhì)都是將溶解在金屬液中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮饘僖褐胁蝗芙獾南啵M(jìn)入熔渣或經(jīng)熔渣再?gòu)臍庀嘁莩?。目前，生產(chǎn)中常用的脫硫劑有石灰（CaO）、碳化鈣（CaC2）、蘇打（Na2CO3）、金屬鎂、鈣以及由他們組成的各種復(fù)合脫硫劑。2、鐵水預(yù)脫硫的基本原理

CaC2、Mg和Na2O的脫硫能力均較CaO強(qiáng)很多，而且脫硫反應(yīng)平衡時(shí)的硫含量前三者也可以達(dá)到較低的水平。實(shí)際處理中，如果要求鐵水預(yù)脫硫終點(diǎn)硫含量小于0.005%，可選用Mg、CaC2以及它們組成的復(fù)合脫硫劑。用蘇打粉脫硫時(shí)由于產(chǎn)生回硫現(xiàn)象，很難達(dá)到0.005%以下的水平。堿性渣脫硫按熔渣的離子理論，強(qiáng)化堿性渣脫硫能力的熱力學(xué)條件是：提高熔渣的堿度，降低脫硫體系中的氧勢(shì)，提高脫硫溫度。3、鐵水預(yù)脫硫方法目前已經(jīng)開發(fā)的鐵水預(yù)脫硫方法很多，部分典型處理方法見下圖。

KR法和以鎂為主的噴吹法是最普遍和最廣泛的方法。

KR法金屬損失很小，因?yàn)槭窃阼F水熔池深部進(jìn)行攪拌，金屬噴濺較少。鎂脫硫方法目前國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的方式有：?jiǎn)螄婎w粒鎂、CaO-Mg復(fù)合噴吹、CaC2-Mg復(fù)合噴吹，這幾種方法均具有生產(chǎn)[S]≤0.005%鐵水的深脫硫能力。隨著用戶對(duì)高強(qiáng)度、高韌性、高抗應(yīng)力腐蝕性能鋼種需求量的不斷增加和質(zhì)量要求的日益嚴(yán)格，世界各國(guó)都在努力降低鋼中磷含量。為了降低氧氣轉(zhuǎn)爐鋼的生產(chǎn)成本和實(shí)行少渣煉鋼，也要求鐵水磷含量小于0.015%。三、鐵水預(yù)脫磷鐵水中的磷首先氧化成P2O5，然后與強(qiáng)堿性氧化物結(jié)合成穩(wěn)定的磷酸鹽而去除。在鐵水預(yù)脫磷過程中，首先要有適當(dāng)?shù)难趸瘎⑷芙庥阼F水中的磷氧化，然后采用強(qiáng)有力的固定劑，使被氧化的磷牢固地結(jié)合在爐渣中。1、鐵水預(yù)脫磷的基本原理◆在高爐出鐵溝或出鐵槽內(nèi)進(jìn)行脫磷◆在鐵水包或魚雷罐車中進(jìn)行預(yù)脫磷◆在專用轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行鐵水預(yù)脫磷

與魚雷罐車內(nèi)或鐵水包內(nèi)進(jìn)行的鐵水預(yù)處理脫磷相比，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行鐵水脫磷預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)爐的容積大、反應(yīng)速度快、效率高、可節(jié)省造渣劑的用量，吹氧量較大時(shí)也不易發(fā)生嚴(yán)重的溢渣現(xiàn)象，有利于生產(chǎn)超低磷鋼，尤其是中高碳的超低磷鋼。2、鐵水預(yù)脫磷方法在氧化性條件下，渣鐵間的磷硫分配比可表示為：四、鐵水同時(shí)脫硫脫磷

在溫度和鐵水成分一定時(shí)，選擇磷容量CP和硫容量CS較大的渣系，就能得到較大的LP和LS值，實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫磷脫硫。在一定渣系條件下，可以通過控制熔渣—鐵水界面的氧位來調(diào)節(jié)LP和LS值的大小，即增大氧位能增大LP和減小LS，反之亦然。這樣，可以根據(jù)鐵水脫磷和脫硫的程度要求，控制合適的氧位，有效地實(shí)現(xiàn)鐵水的同時(shí)脫磷脫硫。SARP生產(chǎn)工藝流程圖將高爐鐵水首先脫Si，當(dāng)[Si]＜0.1％后，扒出高爐渣，然后噴吹蘇打粉19kg/t，使鐵水脫硫96％，脫磷95％。五、鋼水的二次精煉1、鋼水二次精煉的發(fā)展背景

二十世紀(jì)60年代，在世界范圍內(nèi)，傳統(tǒng)的煉鋼方法發(fā)生了根本性的變化——“功能分化”，即由原來單一設(shè)備初煉及精煉的一步煉鋼法，變成由傳統(tǒng)煉鋼設(shè)備初煉，然后在爐外另一容器中進(jìn)行精煉，即“二步煉鋼”（SecondarySteelmakingProcess），又稱“二次精煉”（SecondaryRefining）、“爐外精煉”。時(shí)間可追朔到1933年法國(guó)的佩蘭（R.Perrin）應(yīng)用高堿度合成渣，對(duì)鋼液進(jìn)行“渣洗脫硫”，這應(yīng)該屬于二次精煉的前身——爐外處理。作為鋼水的二次精煉，始于1952年真空鑄錠法，其后，相繼開發(fā)出DH、RH、LVD、ASEA-SKF、VAD、LF法等等。目前，經(jīng)爐外精煉的普通鋼已超過總鋼產(chǎn)量的80％，特殊鋼的爐外精煉比已超過95％。而且出現(xiàn)大量爐外精煉比達(dá)到100％的車間。2、傳統(tǒng)煉鋼存在的問題

1）電爐的還原期鋼液吸氣嚴(yán)重電爐的還原期為吸氣過程，使鋼中氣體增加，影響鋼的質(zhì)量。對(duì)于防止大斷面合金結(jié)構(gòu)鋼和大鍛件鋼最敏感的缺陷—白點(diǎn)來說，要求把鋼中的氫降低到2.5～3.0ppm以下。這在電爐冶煉的氧化期，經(jīng)過激烈而均勻的碳-氧沸騰是完全可以達(dá)到的。但是，緊接著的還原期，卻又使鋼中的氫回升到5～7ppm，而出鋼、澆注后則幾乎回復(fù)到熔清時(shí)的水平。

2）出鋼、澆注過程鋼液二次氧化嚴(yán)重電爐氧化期脫碳過程夾雜物的去除，還原期的脫氧及其夾雜物的上浮均比較徹底。但在出鋼、澆注過程中，由于鋼液與大氣接觸，氣體及[O]急劇升高，影響鋼的質(zhì)量。在出鋼過程中，如果鋼液與大氣接觸達(dá)到平衡的話，[O]就會(huì)回復(fù)到脫氧前的水平（100～200ppm），給澆注帶來惡劣的后果。

3）電爐還原期的變壓器利用率非常低

電爐的還原期鋼液基本上處于保溫與調(diào)溫的狀態(tài)，因而電爐的還原過程需要的電功率很低（僅為變壓器額定功率的1/3～1/6），而且時(shí)間很長(zhǎng)（約1/3），使變壓器利用率非常低，而且生產(chǎn)率低、成本高。尤其超高功率電爐技術(shù)的出現(xiàn)，高功率、強(qiáng)化用氧使廢鋼迅速熔化、氧化，但鋼液的還原仍然要在低功率、長(zhǎng)時(shí)間下運(yùn)行，這大大降低了超高功率電爐的功率利用率，顯然這是不合理的。

4）電爐煉鋼的品種受限制

科技對(duì)鋼材質(zhì)量日益苛刻的要求：如純凈度高，各向異性小，合金成分范圍窄等方面。其中對(duì)鋼的純凈度要求，即鋼中C、S、P、T.O、N、H雜質(zhì)總量達(dá)到l00ppm。如此低的雜質(zhì)含量，用傳統(tǒng)電爐煉鋼方法根本達(dá)不到的。對(duì)于有些超低C、S、N等純凈鋼種也不能冶煉。另外，生產(chǎn)低碳高鉻不銹鋼時(shí)，鉻的燒損嚴(yán)重、爐體壽命低等，使得煉鋼成本大為提高。

5）轉(zhuǎn)爐煉鋼法去硫困難

傳統(tǒng)的煉鋼方法中，轉(zhuǎn)爐煉鋼法鋼中的氣體含量低，但存在煉鋼過程去硫困難，對(duì)鐵水中的硫等要求特別嚴(yán)格（常要求鐵水進(jìn)行爐外處理），以及出鋼沉淀脫氧，鋼中夾雜物多，使得所煉鋼種受到限制。當(dāng)超高功率電爐出現(xiàn)發(fā)揮了爐外精煉的作用，就超高功率電爐本身來說也只有與爐外精煉相配合，才能獲得高效、節(jié)能，創(chuàng)造更大的利潤(rùn)。3、鋼水爐外精煉的優(yōu)越性

正是由于以上諸多原因，使得傳統(tǒng)的煉鋼法受到挑戰(zhàn)，促使電爐功能分化。尤其是超高功率電爐很“自然地”與爐外精煉相配合。煉鋼爐（初煉爐）配爐外精煉的優(yōu)越性如下：

1）縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)率電爐為初煉爐時(shí)，提高生產(chǎn)率的效果最顯著，因取消電爐的還原期，甚至部分氧化期，故提高電爐的生產(chǎn)率。一般可以提高電爐生產(chǎn)率25％左右。若與超高功率電爐相配合，則可提高超高功率電爐生產(chǎn)率50%～100%。

2）改善鋼質(zhì)量、擴(kuò)大品種煉鋼爐與爐外精煉配合能生產(chǎn)出氣體含量低、夾雜物含量少的純凈鋼。擴(kuò)大生產(chǎn)的鋼種，尤其是轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)的鋼種上可以與電爐競(jìng)爭(zhēng)。

3）調(diào)節(jié)煉-澆節(jié)奏，實(shí)現(xiàn)多爐連澆在煉鋼設(shè)備與連鑄機(jī)之間設(shè)置的具備保持和調(diào)溫的緩沖設(shè)備—爐外精煉爐，則可顯著地改善煉鋼設(shè)備和連鑄機(jī)的配合，實(shí)現(xiàn)多爐連澆，降低生產(chǎn)成本。

4）降低生產(chǎn)成本

提高生產(chǎn)率、改善鋼的質(zhì)量、擴(kuò)大品種及實(shí)現(xiàn)多爐連澆都可以降低產(chǎn)品成本。

此外，某些爐外精煉法允許初煉爐使用一些質(zhì)量較差，或價(jià)格便宜的原材料。如采用VOD或AOD生產(chǎn)超低碳不銹鋼，就允許初煉爐的爐料中配用高比例的同類鋼種的返回鋼或碳素鉻鐵，從而顯著地降低原材料的費(fèi)用。

4、鋼水爐外精煉方法

方法多達(dá)幾十種，從精煉方法上分為：渣洗精煉法真空精煉法非真空精煉法噴射冶金及合金特殊填加法。從有無補(bǔ)償加熱裝置分為：鋼包處理型鋼包精煉型

盡管爐外精煉方法多達(dá)幾十種，但比較普遍的、常用的就那么幾種，見圖。針對(duì)不同鋼種、不同流程，采用不同的爐外精煉方法，如：合結(jié)鋼：電爐（EBT）—LF爐—連鑄軸承鋼：電爐（EBT）—LF爐—VD—連鑄電爐（EBT）—LF爐—RH—連鑄不銹鋼：電爐（槽）—VOD—（LF爐）—連鑄電爐（槽）—AOD—（LF爐）—連鑄電爐（槽）—AOD—VOD—（LF爐）—連鑄日本電爐配爐外精煉的情況見表7-1。常用的爐外精煉方法5、鋼包精煉型

鋼包精煉型中典型的爐外精煉方法當(dāng)屬ASEA-SKF與LF法，前者是1965年瑞典通用電氣公司（ASEA）與瑞典軸承公司（SKF）合作開發(fā)的，簡(jiǎn)稱ASEA-SKF法。后者是日本特殊鋼公司開發(fā)的鋼包爐——LadleFurnace，簡(jiǎn)稱LF。兩者的主要差別在于鋼水的攪拌，前者為低頻電磁攪拌，而后者為氬氣攪拌。世界范圍廣泛采用LF法，以下主要介紹LF法。鋼水真空處理工藝示意圖

LF法

鋼包處理型處理鋼水過程中，因鋼水的溫降而使渣及合金成分的調(diào)整以及處理時(shí)間等都受到限制。如果用提高初煉爐出鋼溫度的辦法保證渣熔化及足夠的精煉時(shí)間，勢(shì)必加重初煉爐的負(fù)擔(dān)，降低爐襯壽命。1971年，日本特殊鋼公司開發(fā)的LadleFurnace，簡(jiǎn)稱“LF”、“LF爐”、“LF鋼包爐”、“LF鋼包精煉爐”、“鋼包爐”、“鋼包精煉爐”等。該爐采用堿性合成渣，埋弧加熱，吹氬攪拌，在還原氣氛下精煉，鋼包爐的原理圖見下圖。LF爐設(shè)備示意圖1—滑動(dòng)水口；2—支座；3—鋼包；4—惰性氣體；5—防濺包蓋；6一真空室蓋；7一電極；8一電極夾頭；9一合金料斗；10—測(cè)溫取樣；11—窺孔；12—真空管道；13—真空系統(tǒng)

（1）LF爐設(shè)備組成

LF爐主要由鋼包爐體、電極加熱系統(tǒng)、吹氬攪拌系統(tǒng)、合金加料系統(tǒng)以及測(cè)溫取樣系統(tǒng)等部分組成。因LF爐設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活、精煉效果好以及投資費(fèi)用低等，而受到普遍重視，并得到了廣泛的應(yīng)用。（2）LF爐主要冶金功能及精煉手段LF爐具有的主要冶金功能有：鋼水升溫、調(diào)溫及保溫功能強(qiáng)化脫氧、脫硫功能合金微調(diào)功能采用的精煉手段有：吹氬攪拌埋弧加熱造強(qiáng)還原氣氛造堿性合成渣

1）氬氣攪拌這是LF爐最大的貢獻(xiàn)——強(qiáng)化精煉（還原）?！皬?qiáng)化”——加速鋼-渣之間接觸，有利于鋼液脫氧、脫硫反應(yīng)，加速夾雜物的上浮及均勻鋼液成分與溫度。

2）埋弧加熱降低初煉爐出鋼溫度，補(bǔ)償精煉過程吹氬、合金化等溫度損失。